TWI776476B - 探針卡及其檢測裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種探針卡，包括有具有複數個探針的第一電路基板、與第一電路基板電性連接的第二電路基板、主動控制晶片以及散熱模組。主動控制晶片設置於第二電路基板上，主動控制晶片用以接收來自測試機的第一測試訊號，並將第一測試訊號轉換成第二測試訊號再傳輸給第一電路基板。散熱模組與主動控制晶片耦接以吸收主動控制晶片所發出之熱。在另一實施例中，本發明提供一種測試裝置，利用前述的探針卡，檢測不同測試訊號需求的待測物以降低測試上的成本與提高檢測效益。

Description

探針卡及其檢測裝置

本發明係關於一種點測技術，特別是指一種因應不同頻率或速度之測試訊號需求的探針卡及其檢測裝置。

隨著科技的進步，電子裝置的尺寸也逐漸小型化。為了驗證小型化的電子裝置，例如：半導體晶片或者是微發光二極體(micro LED)基板，的效能，需要有探針裝置與電子裝置的電性連接端電性接觸，以提供電訊號驅動電子裝置內的小型化電子元件，進而可以量測電子裝置的電性特徵，例如：電壓、電流、波長、亮度等，而得以判斷電子裝置的品質，根據品質可以進行後續的挑揀及分裝作業。

習用測試裝置進行晶圓等待測物測試時，會使用測試機供應中低頻測試訊號給待測物，再接收待測物回送的結果訊號進行分析。隨著科技的發展以及電子產品的演進，很多電子元件都需要藉由高速或高頻的訊號來運作。當需要檢測在高速或高頻訊號下運作的待測物時，測試裝置需要用到高頻高速的訊號，然而對於習用的測試裝置而言，其產生測試訊號的測試機沒有相對應的模組，無法供應高頻或高速的測試訊號。因此，目前習用技術的做法是另外購買一台可以供應高頻或高速測試訊號的測試機來對待測物進行檢測。

雖然前述的方式可以解決對需要高頻或高速測試訊號的待測物進行檢測需求，不過此種方式需要將高頻或高速測試機與中低頻訊號的測試機整合，不但會使測試機連接探針卡的架構複雜化，也會增加測試設備的成本。

綜合上述，因此需要一種探針卡及其檢測裝置來解決習用技術所產生的問題。

本發明提供一種探針卡，利用主動控制晶片將中低速或中低頻的測試訊號調變成符合測試需求的高頻或高速測試訊號，並且導入散熱處理的技術，解決因為高頻或高速測試訊號使得主動控制晶片功率消耗發熱的問題以維持適當的運作溫度，進而可以提升主動控制晶片的電路性能與可靠性。

本發明提供一種檢測裝置，在既有中低速或中低頻的測試機架構下，透過可以將中低速或中低頻測試訊號調變成高頻或高速訊號的探針卡，使得既有的檢測裝置架構就可以對高頻或高速的待測物進行檢測，達到簡化測試設備提升檢測效能以及降低設備成本的效果。

在一實施例中，本發明提供一種探針卡，包括有具有複數個探針的第一電路基板、第二電路基板、主動控制晶片以及散熱模組。第二電路基板與該第一電路基板電性連接。主動控制晶片設置於第二電路基板上，主動控制晶片用以接收來自測試機的第一測試訊號，將該第一測試訊號轉換成第二測試訊號後再傳輸給第一電路基板。散熱模組與該主動控制晶片耦接以吸收主動控制晶片所發出之熱。

在一實施例中，主動控制晶片為現場可編程輯閘陣列(Field Programmable Gate Array,FPGA)，用以將屬於中頻或低頻的第一測試訊號調變成高頻或高速的第二測試訊號。

在一實施例中，散熱模組係為散熱鰭片、散熱風扇或前述之組合。

在一實施例中，複數個探針設置於該第一電路基板上的探針區，第二電路基板對應該探針區之位置具有貫孔。其中，探針卡上更具有複數個支撐柱設置於該第一與第二電路基板之間，使該第一與第二電路基板之間保持一距離。第一電路基板上具有第一電性插座，而第二電路基板上具有第二電性插座，第一與第二電性插座相互電性連接。

在一實施例中，該第二電路基板具有一貫孔，該第二電路基板配合該貫孔的設計，使該第二電路基板呈一U字型、一L字型或者一口字型。其中，該複數個探針設置於該第一電路基板上的一探針區，該第二電路基板的貫孔對應該探針區之位置。

在一實施例中，本發明提供一種檢測裝置，包括有提供中低頻或中低速測試訊號的測試機，以及接收該中低頻或中低速測試訊號並將其轉換成高頻或高速測試訊號的探針卡，其中，探針卡包括有具有複數個探針的第一電路基板、第二電路基板、主動控制晶片以及散熱模組。第二電路基板與該第一電路基板電性連接。主動控制晶片設置於第二電路基板上，主動控制晶片用以接收來自測試機的第一測試訊號，將該第一測試訊號轉換成第二測試訊號後再傳輸給第一電路基板。散熱模組與該主動控制晶片耦接以吸收主動控制晶片所發出之熱。

2:檢測裝置

20:測試機

21、21a、21b:探針卡

210:第一電路基板

210a:表面

210b:第一電性插座

210c:第一電性連接端

211:第二電路基板

211a:貫孔

211b:表面

211c:第二電性插座

211d:轉接板

211e:第二電性連接端

212:主動控制晶片

213:散熱模組

2130:散熱鰭片

2131:散熱風扇

214:支撐柱

22:探針區

220:探針

23:探針固定模組

90:第一測試訊號

91:第二測試訊號

92:導線

W:待測物

H:距離

圖1A為檢測裝置實施例俯視示意圖。

圖1B為本發明探針卡之一實施例AA剖面示意圖。

圖2為本發明之探針卡另一實施例剖面示意圖。

圖3為本發明之探針卡另一實施例剖面示意圖。

在下文將參考隨附圖式，可更充分地描述各種例示性實施例，在隨附圖式中展示一些例示性實施例。然而，本發明概念可能以許多不同形式來體現，且不應解釋為限於本文中所闡述之例示性實施例。確切而言，提供此等例示性實施例使得本發明將為詳盡且完整，且將向熟習此項技術者充分傳達本發明概念的範疇。類似數字始終指示類似元件。以下將以多種實施例配合圖式來說明導探針卡及其檢測裝置，然而，下述實施例並非用以限制本發明。

請參閱圖1A與圖1B所示，其中圖1A為檢測裝置實施例俯視示意圖，圖1B為本發明探針卡之一實施例AA剖面示意圖。本實施例中，檢測裝置2包括有測試機20以及探針卡21。測試機20用以產生第一測試訊號，在本實施例中，第一測試訊號90為中低頻或中低速的測試訊號，例如100MHz的測試訊號。要說明的是，100Mhz僅為實施的其中之一例示，並不以該頻率為限制。探針卡21與測試機20電性連接，探針卡接收第一測試訊號90。

在本實施例中，探針卡21包括有具有第一電路基板210、第二電路基板211、主動控制晶片212以及散熱模組213。其中，第一電路基板210具有探 針區22，其係具有複數個探針220，與第一電路基板210電性連接，以接收第一電路基板210所輸出的測試訊號，並利用測試訊號對待測物W進行檢測。要說明的是，本實施例中的探針220為懸臂式探針，其係透過探針固定模組23定位在第一電路基板210上。探針固定模組23為絕緣材料所構成，例如：環氧樹脂或具有絕緣效果的高分子材料所構成。

第二電路基板211與該測試機20電性連接，用以接收測試機20所發出的第一測試訊號90。本實施例中，第二電路基板211在結構上具有貫孔211a，構成開口區域，其係與探針區22相對應。透過貫孔211a與探針區22相對應的設置，提供使用者維修該複數個探針220所需的空間。本實施例中，第一電路基板210設置於第二電路基板211的下方，第一與第二電路基板210與211之間具有複數個支撐柱214，每一個支撐柱214的兩端分別抵靠於第一與第二電路基板210與211上用以支撐第一與第二電路基板210與211，使得第一與第二電路基板210與211之間維持特定的距離H。

第二電路基板211與第一電路基板210電性連接，其中，在第一與第二電路基板210與211電性連接的一實施例中，如圖1B所示，第一電路基板210與第二電路基板211相互對應的表面210a與211b分別具有第一電性插座210b與第二電性插座211c相互插接。第一電性插座210b為公插座，第二電電性插座211c為母插座，或者是第一電性插座210b為母插座，第二電電性插座211c為公插座，皆可以實施。在圖1A與1B的實施例中，複數個探針220藉由第一電性插座210b以及第二電電性插座211c與第二電路基板211電性連接。

除了圖1A的電性連接方式之外，如圖2所示，其為本發明之探針卡另一實施例剖面示意圖。在本實施例中，探針卡21a的第一電路基板210與第 二電路基板211具有相互對應的表面210a與211b，其中，表面210a上具有與第一電性連接端210c，表面211b上具有第二電性連接插座211c，與轉接板211d電性連接。轉接板211d上具有複數個第二電性連接端211e，每一個第二電性連接端211e與第一電性連接端211c相互對應。相互對應的第一與第二電性連接端210c與211e透過導線92電性連接，使得第一電路基板210與第二電路基板211之間可以進行電訊傳輸。要說明的是，在圖2的實施例中，複數個探針220藉由第一電性連接端210c、導線92、轉接板211d以及第二電性連接插座211c與第二電路基板211電性連接。

主動控制晶片212設置於第二電路基板211上，主動控制晶片212用以接收來自測試機20的第一測試訊號90，並將該第一測試訊號90轉換成第二測試訊號91並傳輸給第一電路基板211。在本實施例中，該主動控制晶片212為FPGA，但不以此為限，例如：單晶片或者是用以將第一測試訊號90轉換成第二測試訊號91的專用晶片亦可。其中，第二測試訊號91為高頻或高速的測試訊號，在一實施例中為2.5GH或3GHz的測試訊號。要說明的是，2.5GH或3GHz僅為實施的其中之一例示，並不以該頻率為限制。本實施例中，主動控制晶片212藉由複數個可程式邏輯閘將中低速或中低頻的第一測試訊號90調變成高速或高頻的第二測試訊號91。

要說明的是，利用主動控制晶片212轉換訊號速度或頻率的方式，可以讓檢測裝置2在既有架構配置因應高速高頻待測物測試的需求，達到降低成本與提高檢測效益的效果。由於主動控制晶片212在調變訊號時，內部的邏輯電路會因為功率消耗而發熱，熱能增加了主動控制晶片212的溫度，進而影響主動控制晶片212電路的性能，例如：處理速度變慢，與可靠性，例如：因高溫而停 止運作等。因此，本實施例在主動控制晶片上設置散熱模組213，讓散熱模組213吸收主動控制晶片212所發出之熱。在圖1A與圖1B所示的實施例中，散熱模組213包括有散熱鰭片2130。在另一實施例中，如圖3所示，探針卡21b的散熱模組213a包含有散熱鰭片2130以及散熱風扇2131。散熱風扇2131可以快速的把散熱鰭片2130的發熱逸散到外部環境，提升散熱的效果。此外，散熱模組也可以為具有管路的液冷式冷卻設計，使用者可以根據散熱需求選擇適當的散熱手段，因此不以本發明所列示的實施例為限制。

此外，第二電路基板211配合貫孔211a的設計可以使第二電路基板211呈U字型、L字型或者口字型，可以增加散熱對流的流道，以提升對於主動控制晶片212的散熱效果。第二電路基板的貫孔211a對應探針區22之位置。

綜合上述，本發明利用在既有第一電路板210與測試機20的架構下，設置了具有主動控制晶片212的第二電路板211，讓檢測裝置在既有中低速或中低頻的測試機架構下，將中低速或中低頻測試訊號調變成高頻或高速訊號，使得既有的檢測裝置架構就可以對高頻或高速的待測物進行檢測，達到簡化測試設備提升檢測效能以及降低設備成本的效果。此外，本發明更於主動控制晶片212上設置散熱模組213，解決因為高頻或高速測試訊號使得主動控制晶片212功率消耗發熱的問題以維持適當的運作溫度，進而可以提升主動控制晶片212的電路性能與可靠性。

以上所述，乃僅記載本發明為呈現解決問題所採用的技術手段之較佳實施方式或實施例而已，並非用來限定本發明專利實施之範圍。即凡與本發明專利申請範圍文義相符，或依本發明專利範圍所做的均等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。

21:探針卡

210:第一電路基板

210a:表面

210b:第一電性插座

211:第二電路基板

211a:貫孔

211b:表面

211c:第二電性插座

212:主動控制晶片

213:散熱模組

2130:散熱鰭片

214:支撐柱

220:探針

23:探針固定模組

91:第二測試訊號

W:待測物

H:距離

Claims (11)

1. 一種探針卡，包括有：一第一電路基板，具有複數個探針；一第二電路基板，與該第一電路基板電性連接；一主動控制晶片，設置於該第二電路基板上，該主動控制晶片用以接收來自一測試機的一第一測試訊號，將該第一測試訊號轉換成一第二測試訊號再傳輸給該第一電路基板，其中，該主動控制晶片將該第一測試訊號調變成該第二測試訊號，該調變方式係利用該主動控制晶片轉換該第一測試訊號速度或頻率的方式成該第二測試訊號，該第二測試訊號的頻率或者速度高於該第一測試訊號；以及一散熱模組，與該主動控制晶片耦接，以吸收該主動控制晶片所發出之熱。
2. 如請求項1所述之探針卡，其中該主動控制晶片為一現場可編程輯閘陣列。
3. 如請求項1所述之探針卡，其中該散熱模組係為一散熱鰭片、一散熱風扇或前述之組合。
4. 如請求項1所述之探針卡，其中該探針為懸臂式探針。
5. 如請求項1所述之探針卡，其中該複數個探針設置於該第一電路基板上的一探針區，該第二電路基板對應該探針區之位置具有一貫孔。
6. 如請求項1所述之探針卡，其中該第二電路基板具有一貫孔，該第二電路基板配合該貫孔的設計，使該第二電路基板呈一U字型、一L字型或者一口字型。
7. 如請求項6所述之探針卡，其中該複數個探針設置於該第一電路基板上的一探針區，該第二電路基板的貫孔對應該探針區之位置。
8. 如請求項1所述之探針卡，其係更具有複數個支撐柱設置於該第一與第二電路基板之間，使該第一與第二電路基板之間保持一距離。
9. 如請求項1所述之探針卡，其中該第一電路基板上具有一第一電性插座，而第二電路基板上具有一第二電性插座，該第一與第二電性插座相互電性連接。
10. 如請求項1所述之探針卡，其中該第一電路基板上具有複數個第一電性連接端，而第二電路基板具有一轉接板，其上具有複數個第二電性連接端，其係分別藉由一導線與對應的第一電性接點電性連接。
11. 一種檢測裝置，包括：一測試機，用以輸出一第一測試訊號；以及如申請專利範圍第1項至第10項中任何一項的探針卡，與該測試機電性連接，其中該第二測試訊號經由該第一電路基板傳給該複數個探針，以對一待測物進行電性檢測。

Images